DE598071C - Roehrenschwingungserzeuger mit Rueckkopplung durch einen Kristallumformer - Google Patents

Description

Es ist bekannt, selbsterregte Schwingungserzeugerröhren mit einer Rückkopplung durch piezoelektrische Kristalle mit mehreren Elektroden zu versehen in der Weise, daß die eine Hälfte des Kristalls durch die Wirkung der Anodenwechsel spannung in Schwingungen versetzt wird und die andere mitschwingende Kristallhälfte zwischen ihren Elektroden Spannungen hervorruft, die dem Gitterkreis zugeführt werden.

Eine derartige Schaltung ist in der Abb. 1 der Zeichnung dargestellt. Hier wird bei einer von einer durch Kondensator 16 überbrückten Batterie 15 gespeisten Glühkathodenröhre 10 mit Anode 11, Gitter 12 und von Batterie 14 gespeister Kathode 13 über eine geeignete an die Anode 10 angeschlossene Impedanz, z. B. Ohmschen Widerstand 317, die Anodenwechselspannung der Kristallelektrode 20 zugeführt, so daß die zwischen der über die Zuleitung 25 an die Kathode angeschlossenen Elektrode 24 und der Elektrode 20 befindliche Hälfte des piezoelektrischen Kristalls 21 eine motorische Leistung aufnimmt und diese an der zweiten Hälfte generatorisch umformt, so daß die an der Elektrode 22 erscheinende Spannung den Gitterkreis mit dem Anodenkreis rückkoppelt. 318 ist ein Ableitewiderstand und 26 die Zuführung zum Verbrauchskreis. Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß sie nicht die Bedingungen für das günstigste Arbeiten des Schwingungserzeugers erfüllt; sie berücksichtigt nämlich nicht die schädliche Wirkung der Gitteranodenkapazität. Diese letztere verschiebt die Phasenverhältnisse so, daß die Anodenwechselspannung E_p nicht mehr der Gitterwechselspannung E_s genau entgegengerichtet ist.

Um unter Berücksichtigung der erwähnten Kapazität die genaue gegenseitige Phaseneinstellung der beiden in Frage kommenden Spannungen zu erreichen, wird nach der Erfindung durch eine parallel zum Gitter geschaltete, induktiv wirkende Impedanz eine gegen die Gitterspannung nacheilende Stromkomponente erzeugt oder/und durch einen zwischen der Anode und dem Gitter geschalteten Außenzweig, z. B. mittels einer einstellbaren induktiven Kopplung, dem Gitter eine kompensierende, der Anodenwechselspannung E_p entgegengerichtete Spannung aufgedrückt.

Die Abb. 2 veranschaulicht eine Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgedankens, wobei die richtige Phaseneinstellung zwischen der Anodenwechselspannung und der Gitterwechselspannung durch Erzeugung

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einer passenden nacheilenden Stromkomponente zwischen dem Gitter und der Kathode erreicht wird. Die Schaltung gemäß der Abb. 2 unterscheidet sich von der gemäß Abb. ι dadurch, daß anstatt des Widerstandes 318 ein Widerstand 918 mit Gitterableitung 919 zwischen Gitter und Heizfaden geschaltet ist. Im Nebenschluß zu 918 liegt eine Spule 926 mit veränderlichem Abgriff 928, während zwischen Heizfaden und Leitung 928 ein Blockierungskondensator 927 geschaltet ist. Die innere Kapazität zwischen der Anode und dem Gitter ist hier symbolisch durch einen äquivalenten Kondensator 925 angedeutet. Die Strom- und Spannungsverteilung dieser Schaltung ist in der Abb. 3 und 4 durch Vektordiagramme veranschaulicht unter der Annahme, daß der Erzeuger auf den besten Schwingungszustand eingestellt ist.

E_p ist die Wechselspannung zwischen Anode und Kathode, E_g die Wechselspannung zwischen Gitter und Kathode, die gegen E₁, um i8o° versetzt und dieser proportional ist. Dem der Röhrenkapazität entsprechenden Kondensator 925 der Abb. 2 wird eine Wechselspannung gleich der Differenz der Vektoren Ε_Ό und E₃, also gleich, der Summe ihrer absoluten Beträge, zugeführt, die das Fließen eines Ladungsstromes I25 von der Anode zum Gitter veranlaßt (Abb. 2). Dieser Strom eilt der Anodenspannung um 90⁰ vor. ^: Die piezoelektrische Wirkung des Kristallumformers 21 veranlaßt einen Stromfluß von der Elektrode 22 einerseits zum Gitter (Strom I₄), andererseits zur Kathode über Widerstand 918 und Spule 926 (Strom I). Angenommen, der Kristall schwinge bei Resonanz und die an 22 angeschlossene Leitung übe keine merkliche Rückwirkung auf den Kristall aus, so ist der von 22 zum .Gitter fließende Strom I₄ in Phase mit E_g, also gegenüber E_p um i8o° versetzt, wie dies die Abb. 3 zeigt. Die Größen I₄ und I₂₅, vektoriell addiert, ergeben den Gesamtstrom I. Dieser Strom muß also gegen die Spannung E_e eine nacheilende Komponente haben, was bei der Schaltung nach Abb. 1 unmöglich wäre. Bei der Schaltung nach der Abb. 2 wird dies jedoch infolge des Vorhandenseins einer Selbstinduktion 926 möglich. Wie die Abb. 4 zeigt, teilt sich jetzt der Strom I zwischen 918 und 926 in die Komponenten I₉₁₈ und I₉₂₀, wobei der letztere, wie erforderlich, der Spannung um 90⁰ nacheilt. Der Strom I₉₁₈ ist dagegen in Phase mit der Spannung E_g.

Die Abb. 5 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit zur Neutralisierung der Gitteranodenkapazität. Hier ist ein Koppler 129, 130 zwischen Anodenkreis 517 und Gitterkreis geschaltet. In der Sekundärspule 130 wird eine Spannung induziert, die gegenüber der Wechselspannung zwischen Anode und Kathode um i8o° versetzt ist und durch den Kondensator 121 dem Gitter 12 zugeführt wird. Die Anodenimpedanz 517 kann rein ohmisch, rein induktiv, rein kapazitiv sein oder eine Kombination aus induktiven und kapazitiven Blindwiderständen oder aus Wirk- und Blindwiderständen darstellen. '/■' Wenn diese Impedanz als Schwingkreis aus einer Induktanz und aus einer Kapazität ausgeführt ist, so braucht er nicht unbedingt notwendig genau auf Resonanz mit der Eigenfrequenz des Kristalls abgestimmt zu sein; er kann auch eine etwas höhere oder etwas niedrigere Eigenfrequenz besitzen. Enthält dieser Kreis eine Induktanz, so kann die Primärwicklung 129 des Kopplers einen Teil des Schwingkreises 517 bilden.

Claims (1)

1. Patentanspruch ·.

   Röhrehschwingungserzeuger mit Rückkopplung durch einen Kristallumformer, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine parallel zum Gitter geschaltete, induktiv wirkende Impedanz eine gegen die Gitterspannung nacheilende Stromkomponente erzeugt oder/und durch einen zwischen der Anode und dem Gitter geschalteten Außenzweig, z. B. mittels einer einstellbaren induktiven Kopplung (129, 130), dem Gitter eine kompensierende, der Anodenwechselspannung (E₁₁) entgegengerichtete Spannung aufgedrückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen